(57)【要約】【課題】モードの切り替えを円滑に行い、それぞれのモードに最適な出力等を行うことができる水陸両用車を提供する。【解決手段】陸上、進水上陸又は水上の走行に係るモード切り替えを行うためのモード切替スイッチ１００と、モード切替スイッチ１００の切り替えに基づくモード信号を送信する第１車両制御装置１と、モード信号に基づいて、動力源となるエンジン３０００に係る制御を行う第２車両制御装置２と、モード信号に基づいて、陸上走行のための陸上推進手段１０００及び水上走行のための水上推進手段２０００に対し、エンジン３０００からの動力伝達を制御するトルク・変速制御装置４と、モード信号に基づいて、車両を推進させる水上推進手段２０００の向きを制御するための水上推進手段制御装置５と、モード信号に基づいて、ラジエーターファン４０００の回転数を制御するラジエーターファン制御装置６とを備える。【選択図】図１
2010269764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陸上、進水上陸又は水上の走行に係るモード変更を行うためのモード切替スイッチと、
前記モード切替スイッチのモード変更に基づくモード信号を送信する第１車両制御装置と、
前記モード信号に基づいて、エンジンに係る制御を行う第２車両制御装置と、
前記モード信号に基づいて、陸上走行のための陸上推進手段及び水上走行のための水上推進手段に対し、前記エンジンからの動力伝達を制御するトルク・変速制御装置と、
前記モード信号に基づいて、車両を推進させる前記水上推進手段の向きを制御するための水上推進手段制御装置と、
前記モード信号に基づいて、ラジエーターファンの回転数を制御するラジエーターファン制御装置と
を備えることを特徴とする水陸両用車の制御システム。
【請求項２】
前記陸上推進手段が有する車輪の角度を検出する角度検出手段をさらに備え、
前記水上推進手段制御装置は、前記角度検出手段が検出した角度に基づいて、前記水上推進手段が車両を推進させる向きを制御することを特徴とする請求項１記載の水陸両用車の制御システム。
【請求項３】
前記水上推進手段制御装置は、前記角度検出手段が検出した角度か又は操舵手段による操舵かを選択して前記水上推進手段が車両を推進させる向きを制御することを特徴とする請求項２記載の水陸両用車の制御システム。
【請求項４】
前記第２車両制御装置、前記トルク・変速制御装置、前記水上推進手段制御装置及びラジエーターファン制御装置は、各モードに対応した制御値をデータとして記憶する記憶手段を有し、
各制御装置は、前記モード信号に基づいて判断したモードの制御値に基づく制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水陸両用車の制御システム。
【請求項５】
各制御装置をコンピュータで構成し、電子的に制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の水陸両用車の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水陸両用車の制御システムに関するものである。特に水陸両用車の操作の簡略化等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水陸両用車では、陸上を走行する際は車輪等（以下、陸上推進手段という）を使用し、水上を走行（航行）する際はジェット、スクリュー等（以下、水上推進手段という）を使用して推進を行っている。そして、使用形態、環境等により、運転者は推進手段の切り替えを行っている（例えば特許文献１参照）。また、水陸両用車において、エンジンスロットルを一定に保つための装置も提案されている（例えば特許文献２参照）。さらに、特殊車両のシフトレバーの回転による検出信号を受信した制御部が変速機を作動させるシフトレバーに係る装置がある（例えば特許文献３参照）。また、水陸両用車において、車輪の向きに基づいて海上推進器の向きを制御する舵取り装置がある（例えば特許文献４及び５参照）。また、ラジエータを油圧モータで駆動する装置もある（例えば特許文献６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００７−５０３３６０号公報
【特許文献２】実開平４−５９３５２号公報
【特許文献３】実開平５−２７４１６号公報
【特許文献４】実開平４−５８４０３号公報
【特許文献５】特表２００４−５１０６２１号公報
【特許文献６】実開平５−２６５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献の水陸両用車においては、水上走行時は水上推進手段に動力を伝達して水陸両用車を推進させている。一方、陸上走行時には陸上推進手段と水上推進手段の両方に動力を伝達させている。したがって、水陸両用車における切り替えは、実質的に陸上推進手段への動力伝達のオン・オフ制御を行っているのみである。このため、例えば出水（進水上陸）時以外の平坦な道路を走行する場合でも水上推進手段が駆動することとなり、動力的な損失が大きくなる。また、水上推進手段を常に駆動させることになるため、消耗が激しく、陸上推進手段と比べると耐久性の面で実用的ではない。
【０００５】
また、上記の特許文献は動力伝達のオン・オフ制御だけであるが、通常、各使用形態において最適なエンジン出力、エンジン特性は異なる。例えば陸上を走行する場合には、平坦舗装路での運用が多く、通常走行時のエンジン負荷はタイヤ転がり抵抗＋車両の空気抵抗であるため、エンジン出力はそれほど大きくなくてよい。例えば、加速や登板能力を確保するとしてもギア等により調整することができるため、大きいエンジンは必要ない。一方、船舶として水上を走行する場合には、エンジン出力は速力のほぼ３乗に比例して必要となる。そのため、水上で速力を確保しようとするとエンジン出力を大きくする必要がある。ここで、水上から上陸等して水際走行（以下、進水上陸という）する場合には、短時間であるが陸上推進手段と水上推進手段の両方を駆動させるため、最もエンジン出力が大きくなる。
【０００６】
例えば、水上、進水上陸での性能に基づいてエンジンを選択すると、陸上における出力は過大となるが、この出力に耐えられるように、陸上推進手段を強化する必要がある。このため、重量・コスト等において無駄が発生することになる。また、車輪におけるタイヤ駆動力が過大になるので、タイヤグリップ限界を超えやすく、スリップしやすくなる。このため、従来は、陸上での性能に基づいてエンジンを決定するようにしていた。このエンジン出力により進水上陸や水上における性能が決まってしまうことになっていた。
【０００７】
また、車ではスロットル（アクセルペダル）でエンジントルクを制御するのが一般的である。一方、船舶ではエンジン回転数を制御するのが一般的である。従来はエンジン特性の切り替えはできなかっため陸上での操作性を優先し、エンジントルクの制御を選択するしかなかった。エンジントルクを制御する場合、例えば進水上陸時に、水上推進手段が水中に入ったり出たりするとエンジン負荷が急変すると、エンジン回転数が急変し、タイヤ駆動力も急変するという不具合もあった。進水上陸時はタイヤの接地状態が不完全なため、タイヤ駆動力が変動するとスリップしやすくなり好ましくない。このように、従来の水陸両用車では、陸上、推進上陸、水上に係るエンジン出力、特性について、いずれかを犠牲にせざるを得なかった。
【０００８】
さらに、上記の特許文献のように、水陸両用車において動力の効率的な制御を行うために提案が様々なされているが、その多くが機構を工夫して制御を行っており、システム的な動力制御を行うものについては特になかった。
【０００９】
そこで、本発明は上記のような問題点を解決し、モードの切り替えを円滑に行い、切り替えによるモードに最適な出力等を行うことができる水陸両用車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る水陸両用車は、陸上、進水上陸又は水上の走行に係るモード切り替えを行うためのモード切替スイッチと、モード切替スイッチの切り替えに基づくモード信号を送信する第１車両制御装置と、モード信号に基づいて、エンジンに係る制御を行う第２車両制御装置と、モード信号に基づいて、陸上走行のための陸上推進手段及び水上走行のための水上推進手段に対し、エンジンからの動力伝達を制御するトルク・変速制御装置と、モード信号に基づいて、車両を推進させる水上推進手段の向きを制御するための水上推進手段制御装置と、モード信号に基づいて、ラジエーターファンの回転数を制御するラジエーターファン制御装置とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、モード切替スイッチにより、陸上モード、進水上陸モード又は水上モードを切り替えることで、モード変更を容易に行うことができる。また、第２車両制御装置、トルク・変速制御装置、水上推進手段制御装置及びラジエーターファン制御装置にモード信号を送信することで、各制御装置は変更されたモードに基づく制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る水陸両用車の制御システムを中心とする構成図である。
【図２】各モードにおけるエンジン２５の出力及び特性を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る水陸両用車の制御システムを中心とする構成を表す図である。本実施の形態における制御システムは、例えば電子的に制御を行うコンピュータ等の制御装置を複数有する。各制御装置は、信号線、ＣＡＮ接続等により通信可能に接続され、連携しつつ、それぞれ処理を行っている。
【００１４】
図１において、第１車両制御装置１は、運転者が入力手段を介して入力した指示等に基づいて、水陸両用車が有する各種制御装置に信号を送信する。また、受信した信号に含まれるデータ等に基づいて表示手段（図示せず）等に表示等を行う。例えば、本実施の形態では、モード切替スイッチ１０の切り替えに基づいて、陸上走行する場合の陸上モード、水際走行する場合の進水上陸モード、水上を走行する場合の水上モードの別を表すモード信号を他の制御装置に送信する。第２車両制御装置２は、第１車両制御装置１、トルクコンバータ及び変速機制御装置４等との間でデータを含む信号の送受信を行う。本実施の形態では、特に、第１車両制御装置１から送信される指示に基づいて、エンジン（調速機を含む。以下同じ）２５の制御に係る信号をエンジン制御装置３に送信する。ここで、第２車両制御装置２は、記憶手段（図示せず）を有しており、各モードにおけるエンジン２５の出力及び特性の最適制御値をデータとして記憶している。また、エンジン制御装置３は第２車両制御装置２からの指示に基づいて、エンジン２５に対する直接的な制御を行う。
【００１５】
トルクコンバータ及び変速機制御装置（以下、トルク・変速制御装置という）４は、トルクコンバータ２１、変速機２２への、エンジン２５からの動力伝達を制御する。また、水上推進手段２４への動力伝達についても制御する。
【００１６】
水上推進手段制御装置５は、スクリュー、ジェット等からなる水上推進手段２４の向き等を制御する。ラジエーターファン制御装置６は、ラジエーター（冷却装置。図示せず）により、エンジン等を放熱させるためのラジエーターファン２６の回転数を制御する。ここで、トルク・変速制御装置４、水上推進手段制御装置５及びラジエーターファン制御装置６は、それぞれ記憶手段（図示せず）を有しており、各モードの最適制御値をデータとして記憶している。そして、第１車両制御装置１からのモード信号に基づいて判断したモードの最適制御値により制御を行う。
【００１７】
モード切替スイッチ１０は、運転者がモードを切り替える際に押下することで、陸上モード、水上モード又は進水上陸モードから１つのモードを選択することができるスイッチである。本実施の形態では、１つのスイッチで切り替えを行うことができる。また、エンジンキー１１は、燃料供給ポンプ２７からエンジン２５に燃料を供給させて水陸両用車のエンジンを駆動させるためのキースイッチである。クルーズコントロールスイッチ１２は、運転者がクルーズコントロールを指示するためのスイッチである。クルーズコントロールとは、運転者がアクセルペダル１４による操作を行わなくても、自動的に一定速度、エンジン２５の回転数等を保つ制御を行う機能である。
【００１８】
ハンドル１３は、運転者が車両（車輪２３）の方向転換を行うための操作手段である。本実施の形態の水陸両用車においては、例えば水上モードにおいても、ハンドル１３により車輪２３の向きを変更することができるものとする。そして、車輪角度センサ３１が検出した車輪２３の角度に対応して、水上推進手段制御装置５がノズル等の向きを変更する。これにより、すべてのモードにおいてハンドル１３による方向転換を行うことができる。ここで、水上で高速航走する場合、車輪２３の角度によっては水との間で生じる抵抗が増大する。そこで、角度変更による抵抗を少なくするため、ハンドル１３を用いないで操舵を行えるようにもしておく。このため、本実施の形態では、例えば操舵手段である水上推進手段操舵ノブ１７を設けて操舵を行うようにする。
【００１９】
また、アクセルペダル１４は、運転者が車両の推進力（加速）を調整するための操作手段である。本実施の形態では、アクセルペダル１４により、陸上推進手段２０についてはエンジン２５のトルクを調整することができ、水上推進手段２４についてはエンジン２５回転数を調整することができる。このため、陸上推進手段２０と水上推進手段２４の両方に、エンジン２５が伝達する推進力を調整することができる。以上のような操作手段に基づき、本実施の形態では、運転者は、陸上における走行及び水上における走行を同じ操作で行うことができる。シフトレバー１５は、運転者が変速等を指示するためのレバーである。本実施の形態では、陸上、進水上陸モードの場合には変速を指示することとなり、水上モードの場合には前後進を指示することとなる。ブレーキ装置１６は、陸上、進水上陸モードの場合に、運転者が車輪２３を制動し、水陸両用車の停止を指示するための装置である。また、クルーズコントロールの解除を指示する。
【００２０】
陸上推進手段２０は、陸上、進水上陸において水陸両用車を推進させるための手段である。本実施の形態では、例えばトルクコンバータ２１、変速機２２及び車輪２３を有しているものとする。トルクコンバータ２１及び変速機２２は、トルク・変速制御装置４により制御されたトルク及び速度で車輪２３を回転駆動させる。また、水上推進手段２４は、スクリュー、ジェット等により、水上、進水上陸において、水陸両用車を推進させるための手段である。
【００２１】
車速センサ３０は、車速を検出し、車速に係る信号を第１車両制御装置１に送信する。また、車輪角度センサ３１は、車輪２３の角度を検出し、その信号を水上推進手段制御装置５に送信する。温度センサ３２は、例えば複数設けられており、本実施の形態においては、ラジエータファン２６を回転させて冷却しようとするエンジン２５等の各手段の温度を検出し、その信号をラジエーターファン制御装置６に送信する。
【００２２】
図２は各モードにおけるエンジン２５の出力及び特性を表す図である。次に各モードにおける各制御装置の制御処理について説明する。まず、陸上モードについて説明する。モード切替スイッチ１０からの信号に基づいて、陸上モードが選択されていると判断すると、第１車両制御装置１は、第２車両制御装置２、トルク・変速制御装置４、水上推進手段制御装置５及びラジエーターファン制御装置６に陸上モードを表すモード信号を送信する。第２車両制御装置２は、モード信号に基づいて、図２に示すように、陸上モードの最適制御値に基づくエンジン２５の出力及び特性での制御をエンジン制御装置３に行わせる。また、第１車両制御装置１からの信号（運転者の指示）に基づいて、一定速度設定によるクルーズコントロールでの運転及びエンジンブレーキが利用できるようにする。トルク・変速制御装置４は、シフトレバー１５の位置に基づいて、陸上推進手段２０のトルクコンバータ２１、変速機２２のクラッチの制御を行ってエンジン２５からの動力が伝達するようにする。また、場合によって、自動変速（オートマチックトランスミッション）、ロックアップ制御を行うようにする。一方、水上推進手段２４のクラッチが繋がらないように制御して、動力が伝達しないようにする。水上推進手段制御装置５は、車輪角度センサ３１の検出した角度に依らず、水上推進手段２４の向きを変更しないように制御する。このため、運転者がハンドル１３を操作しても、水上推進手段２４の向きは変わらない。ラジエーターファン制御装置６は、陸上モードの最適制御値に基づく回転数でラジエーターファン２６を回転させる。
【００２３】
次に進水上陸モードについて説明する。モード切替スイッチ１０からの信号に基づいて、進水上陸モードを選択していると判断すると、第１車両制御装置１は、第２車両制御装置２、トルク・変速制御装置４、水上推進手段制御装置５及びラジエーターファン制御装置６に進水上陸モードを表すモード信号を送信する。第２車両制御装置２は、モード信号に基づいて、図２に示すように、進水上陸モードの最適制御値に基づくエンジン２５の出力及び特性の制御をエンジン制御装置３に行わせる。また、第１車両制御装置１からの信号（運転者の指示）があった場合でもクルーズコントロールでの運転及びエンジンブレーキが利用できないようにする。トルク・変速制御装置４は、シフトレバー１５の位置に基づいて、陸上推進手段２０のトルクコンバータ２１、変速機２２のクラッチの制御を行ってエンジン２５からの動力が伝達するようにする。また、自動変速（オートマチックトランスミッション）、ロックアップ制御は行わないようにする。一方、シフトレバー１５が前進又は後進を指示する位置にあれば、水上推進手段２４のクラッチを繋げるように制御する。水上推進手段制御装置５は、車輪角度センサ３１の検出した角度に基づいて、水上推進手段２４の向きを変更する。例えば、車輪２３が右旋回をしていると判断すると、面舵となるように水上推進手段２４の向きを制御する。ラジエーターファン制御装置６は、進水上陸モードの最適制御値に基づく回転数でラジエーターファン２６を回転させる。
【００２４】
また、水上モードについて説明する。モード切替スイッチ１０からの信号に基づいて、水上モードを選択していると判断すると、第１車両制御装置１は、第２車両制御装置２、トルク・変速制御装置４、水上推進手段制御装置５及びラジエーターファン制御装置６に進水上陸モードを表すモード信号を送信する。第２車両制御装置２は、モード信号に基づいて、図２に示すように、水上モードの最適制御値に基づくエンジン２５の出力及び特性の制御をエンジン制御装置３に行わせる。また、第１車両制御装置１からの信号（運転者の指示）に基づいてエンジン２５の一定回転数設定によりクルーズコントロールでの運転が利用できるようにする。エンジンブレーキについては利用できないようにする。トルク・変速制御装置４は、シフトレバー１５の位置に基づいて、陸上推進手段２０のトルクコンバータ２１、変速機２２にクラッチが繋がらないように制御して、動力が伝達しないようにする。一方、シフトレバー１５が前進又は後進を指示する位置にあれば、水上推進手段２４のクラッチを繋げるように制御する。水上推進手段制御装置５は、車輪角度センサ３１の検出した角度に基づいて、水上推進手段２４の向きを変更する。シフトレバー１５が前進の位置にあれば水上推進手段２４のデフレクターを前進に対応させた位置に移動させる制御をし、後進の位置にあればデフレクターを後進に対応させた位置に移動させる制御をする。ラジエーターファン制御装置６は、水上モードの最適制御値に基づく回転数でラジエーターファン２６を回転させる。
【００２５】
以上のように、実施の形態１の水陸両用車の制御システムによれば、モード切替スイッチ１０だけで、陸上モード、進水上陸モード又は水上モードを変更することができ、切り替えを容易に行うことができる。陸上、進水上陸、水上のいずれにおいても、ハンドル１３、シフトレバー１５で方向転換、前後進等を行うことができ、アクセルペダル１４で推進力を調整することができるので、運転者が各モードで異なる操作手段を用いて操作する等、複雑な操作を行うことなく容易に操作を行うことができる。また、第２車両制御装置２、トルク・変速制御装置４、水上推進手段制御装置５及びラジエーターファン制御装置６は、第１車両制御装置１からのモード信号に基づいて、例えばエンジンブレーキの可否等、クルーズコントロール等に係る各種設定を行い、また、記憶した各モードの最適制御値に基づく制御を行うようにしたので、各モードを最適に制御して安全な走行を行うことができる。特にクルーズコントロールに関しては、陸上モードであれば車速一定とし、水上モードであればエンジン２５回転数を一定とするように制御することができるようにしたので、モードに合ったエンジン出力等での制御を行うことができる。
【００２６】
実施の形態２．
上述の実施の形態１においては、水陸両用車の動力、方向について各モードに対応させることについて説明したが、例えば灯具についてもモード切替スイッチ１０によるモード切り替えによりヘッドライト、航海灯の切り替え等を行えるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１  第１車両制御装置
２  第２車両制御装置
３  エンジン制御装置
４  トルク・変速制御装置
５  水上推進手段制御装置
６  ラジエーターファン制御装置
１０  モード切替スイッチ
１１  エンジンキー
１２  クルーズコントロールスイッチ
１３  ハンドル
１４  アクセルペダル
１５  シフトレバー
１６  ブレーキ装置
１７  水上推進手段操舵ノブ
２０  陸上推進手段
２１  トルクコンバータ
２２  変速機
２３  車輪
２４  水上推進手段
２５  エンジン
２６  ラジエーターファン
２７  燃料供給ポンプ
３０  車速センサ
３１  車輪角度センサ
３２  温度センサ
【図１】
2010269764.tif 000003
【図２】
2010269764.tif 000004